- •1. Значение тампонажных растворов при бурении скважин. Классификация вяжущих веществ.
- •2. Тампонажный портландцемент
- •3. Клинкер и его химический состав
- •4. Производство портландцемента
- •Лекция 2. Минералогический состав портланд-цемента, Взаимодействие с водой.
- •1. Минералогический состав портландцементного клинкера
- •2. Твердение портландцемента
- •3 Гидратация цементов как химический процесс. Фазовый состав продукции твердения
- •4.Структура цементного камня
- •Лекция 3. Физико-химические явления, протекающие при твердении тампонажных растворов
- •1. Водоотдача тампонажных растворов
- •2. Седиментация в тампонажных растворах и ее последствия
- •3. Контракция
- •4. Усадка
- •5. Прочность цементного камня
- •6. Проницаемость цементного камня.
- •7. Сцепление цементного камня с обсадными трубами
- •8. Тепловыделения при гидратации тампонажного цемента
- •Лекция 4. Регулирование процесса твердения цементного раствора
- •Добавки первого класса
- •Добавки второго класса
- •Добавки третьего класса
- •Добавки четвертого класса
- •Классификация тампонажных портландцементов по гост 1581-96
- •Тампонажные материалы и химреагенты согласно классификации ар1
- •Лекции 5 Разновидности тапонажых портландементов.
- •1. Быстротвердеющий портландцемент.
- •2. Пластифицированный портландцемент
- •3. Гидрофобный портландцемент.
- •4. Сульфатостойкий портландцемент.
- •5. Пуццолановый портландцемент
- •6.1.1.Шлакопортландцемент
- •8. Песчанистый тампонажный портландцемент.
- •9. Известково-кремнеземистые цементы
- •10. Белито-кремнеземистый цемент
- •11. Глиноземистый цемент
- •Лекция 6, 7 добавки для регулирования свойств тампонажного раствора и камня
- •1. Добавки регулирующие плотность тампонажного раствора
- •2. Расширяющие добавки
- •3. Добавки регулирующие реологические свойства тампонажных растворов
- •Добавки повышающие прочность и деформативную стойкость цементного камня.
- •Лекция 8 Коррозия цементного камня. Виды коррозии.
9. Известково-кремнеземистые цементы
Известково-кремнеземистые вяжущие представляют собой смесь известкового компонента с тонкодисперсным кремнеземом. Для крепления скважин применяются вяжущие, разработанные в ГАНГе государственной академии нефти и газа им. И.М.Губкина, Уфимском нефтяном институте и др. В качестве известкового компонента в них используются гашеная известь, термически обработанный твердый остаток отходов содового производства и др. Мольное соотношение СаО/SiO2 = 0,3-0,8. Данные вяжущие представители вяжущих гидротермального твердения. В основе твердения известково-кремнеземистых вяжущих лежат процессы химического взаимодействия в системе СаО - SiO2 – Н2О. При нормальных температурах они не твердеют вследствие низкой растворимости кремнезема. С повышением температуры растворимость кремнезема возрастает, в то время как растворимость извести несколько падает. При температурах - около 150°С растворимость СаО и SiO2 примерно одинакова. В силу того, что оба компонента находятся в растворе, реализуется возможность протекания реакций между' ними. Поскольку продукты реакции – гидросиликаты имеют меньшую растворимость, чем исходные продукты, то раствор становится пересыщенным по отношению к конечному продукту. Из пересыщенного раствора (при определенной степени пересыщения) на поверхности твердой фазы и в объеме образуются зародыши новой фазы – кристаллогидраты, накопление и рост которых приводит к образованию прочного искусственного камня.
Скорость поступления кремнеземистого компонента определяется его удельной поверхностью, растворимостью и константой скорости растворения. Два последних показателя резко возрастают с повышением температуры. Несмотря на то, что растворимость кремния с ростом температуры превышает растворимость СаО скорость растворения СаО намного выше, чем скорость растворения SiO2 поэтому реакция взаимодействия происходит вблизи поверхности песка и основность продуктов твердения становится выше расчетной. Вследствие этих же причин лимитирующей стадией всего процесса твердения является скорость поступления кремнезема в раствор. Поэтому, для ускорения твердения вяжущего при постоянной температуре, необходимо использовать более тонкодисперсные кремнеземистые компоненты. Основность продуктов твердения можно существенно понизить, ограничив количество известкового компонента. Наиболее рациональный путь уменьшения скорости поступления СаО в раствор - замена часта или всей извести белитовой фазой, имещей меньшую скорость растворения и гидратации, чем чистый СаО. Этот вариант успешно реализован в белито-кремнеземистых цементах.
10. Белито-кремнеземистый цемент
(БКЦ) содержит в своем составе главным образом измельченные белит и кварцевый песок. В качестве белитосодержащего компонента используются неффелиновый шлам и некоторые другие отходы промышленных производств. Содержание песка в вяжущем назначается из условия обеспечения мольного соотношения. СаО/ SiO2 равным 0,8-1,0. Вследствие меньшей скорости растворения белита по сравнению с известью образование низкоосновных гкдросиликатов кальция происходит при больших значениях С/S , чем в известково-кремнеземйстых цемнтах.
Недостатками выпускаемых белито-кремнеземистцх цементов являются низкая седаментационная устойчивость растворов на их основе, усадочные деформации в процессе твердения, неоднородность и непостоянсгво состава, недостаточное содежание белитовой фазы, ограниченность сырьевых ресурсов. Сотрудииками Тюменского индустриального, Уфимского нефтяного институтов и производственного объединения "Сода" разработана технология получения белйто-кремнеземистого цемента из отходов содового производства и кремнезема путем их совместного обжига. Полученное вяжущее имеет повышенную седиментащюнную устойчивость, его твердение сопровоадает-ся расширением.